Capteurs et accessoires du contrôle des paramètres climatiques

2. Capteurs / Accessoires utilisés

Le contrôle des paramètres climatiques d’un bâtiment d’élevage nécessite des capteurs appropriés. Dans ce qui suit, nous présentons les différents Capteurs et accessoires que nous allons utiliser dans notre projet :

2.1 Capteur de Luminosité LDR

Une photorésistance ou LDR (Light Dépendent Résistor), est un composant dont la résistivité dépend de la luminosité ambiante. Autrement dit, c’est une résistance dont la valeur change en fonction de la lumière qu’elle reçoit. On peut donc utiliser une photorésistance pour ajuster l’intensité de la lumière dans le bâtiment d’élevage selon les différents cycles de productions.



Figure 16 Une Photorésistance avec son symbole [39]

Il existe différents types de photorésistances, chacune ayant des valeurs de résistance différentes en fonction de la luminosité ambiante. Le type le plus classique de photorésistances est de 1M ohms (obscurité) / 12K ohms (pleine lumière) [39].

2.2 Capteur de température / humidité DHT11

Le capteur DHT11 fournit une information numérique proportionnelle à la température et l’humidité mesurée, il est constitué d’un capteur de température à base de NTC et d’un capteur d’humidité résistif, un microcontrôleur s’occupe de faire les mesures, les convertir et de les transmettre.



Figure 17 Capteur DHT11 et son schéma de brochage [36][40]

Il communique avec le microcontrôleur via une unique broche grâce au protocole OneWire, cette technologie utilisée par le capteur DHT11 garantie une grande fiabilité, une excellente stabilité à long terme et un temps de réponse très rapide [40].

** Caractéristiques techniques du DHT11 [40]:

* Alimentation : 5 V

* Consommation : 0.5 mA en nominal / 2.5 mA maximum

* Etendue de la mesure de température : 0°C ~ 50°C

* Etendue de la mesure de l’humidité : 20 ~ 90%RH

* Précision : +/- 2°C et +/- 5%RH

* Période de mesure: 1Hz (1 mesure par seconde)

* Dimensions: 12×15.5×5.5 mm

* Stabilité à long terme : +/- 1% par an

2.3 Capteur de CO2 SEN0159

Ce module est basé sur le capteur de gaz MG-811 permettant de détecter la présence de CO2 afin que La tension de sortie du module diminue lorsque la concentration de CO2 augmente (Avec un potentiomètre on peut régler le seuil de tension). Il intègre un circuit chauffant fournissant au capteur la meilleure température de fonctionnement et un autre Circuit de conditionnement pour amplifier le signal de sortie [41].



Figure 18 Capteur de CO2 SEN0159 [41]

** Caractéristiques du capteur [41] :

* Sortie : analogique (et une sortie numérique)

* Alimentation : 5V

* Potentiomètre et module capteur MG-811 ultra-sensible intégrés

* Un connecteur de haute qualité

* Circuit de conditionnement pour amplifier le signal de sortie

* Circuit chauffant intégré.

* Dimensions: 42 x 32 x 30 mm

* Haute sensibilité et temps de réponse rapide

Etant donné la cherté de ce capteur et son indisponibilité sur le marché algérien, nous avons procéder à son remplacement par le capteur MQ-2 qui a les même caractéristiques que son frère à l’exception de précision qui est un peu moins.

2.4 Capteur de qualité de l’air MQ-135

Le MQ135 est un capteur qui permet de mesurer la qualité de l’air. Le capteur est très sensibles aux principaux polluants présents dans l’atmosphère tel que l’ammoniac (NH3), l’alcool, Benzène, l’oxyde d’azote (NOx), ainsi que la fumée [42]. Ce capteur a une sensibilité élevée et temps de réponse rapide ce qui le rend approprié pour notre projet.



Figure 19 Capteur de qualité de l’air MQ-135 [42]

** Caractéristiques techniques du MQ-135 [42]:

* Alimentation : 5 V

* Sortie : analogique (et une sortie numérique).

* Plage de détection: 10 ~ 1000 PPM

* Gaz détecté : NH3, NOx, alcool, benzene, fumée et CO2

* Le temps de réponse: ≤ 1 s

* Dimensions: 32x22x27mm

* La durée de vie: 5 ans

2.5 Module GSM SIM800L

Le module SIM800 est un téléphone GSM simple, sans clavier, écran, micro ni haut – parleur mais possédant une liaison série à connecter à un microcontrôleur local. Ce module prend en charge le réseau quadri bande GSM / GPRS et disponible pour la Transmission et réception des SMS, de passer des appels… [43], ce qui en fait la solution idéale de notre projet pour l’envoi des notifications sous forme SMS aux utilisateurs dans les cas anormaux.



Figure 20 le module GSM SIM800L [43]

** Caractéristiques techniques du SIM800L [43] :

* Alimentation : 3,5 ~ 4,4 V

* Fréquence: 780MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2170MHz

* Effectuer et recevoir des appels vocaux à l’aide d’un casque et microphone externe

* Envoyer et recevoir des messages SMS

* Envoyer et recevoir des données GPRS (TCP / IP, HTTP, etc.)

* Numériser et recevoir des émissions de radio FM

* Dimensions: 2.5 cm x 2.3 cm x 0.7 cm

2.6 Module Relais

Le relais est un appareil joue le rôle d’un interrupteur commandé. Un relais électromécanique est doté d’un bobinage en guise d’organe de commande. La tension appliquée à ce bobinage va créer un courant, ce courant produisant un champ électromagnétique à l’extrémité de la bobine (électro-aimant). Ce champ magnétique va être capable de faire déplacer un élément mécanique métallique monté sur un axe mobile, qui déplacera alors des contacts électriques [44].



Figure 21 Un relais à 8 canaux [44]

Le module de relais est largement utilisé dans tous les domaines tels que le secteur industriel, contrôle PLC, contrôle de la maison intelligente, etc. Dans notre cas (notre prototype de poulailler), nous avons choisi un module de relais à 4 canaux car nous avons besoin de contrôler l’éclairage, Chauffage et 2 pièces pour les ventilateurs (En fait,, nous aurons besoin de plus que cela).

2.7 Ventilateur

Les ventilateurs permettent de forcer l’aération dans le Bâtiment d’élevage afin de garder les paramètres climatiques (température, humidité et la qualité de l’air) au voisinage des consignes choisies.



Figure 22 Ventilateur 12 volts

Dans la réalisation de notre prototype, nous utiliserons deux ventilateurs 12 volts. (En fait, le nombre des ventilateurs sera beaucoup plus grand que cela).

2.8 Autres composants

Il y a beaucoup d’autres composants dont nous n’avons pas parlé en détail comme L’alimentation de system, Lampes d’éclairage, chauffage, Fils électriques, Plaque d’essai, Condensateurs, Résistances…

3. Etude socioéconomique

Pour estimer le coût de fabrication de notre système de contrôle d’ambiance climatique, nous avons fait une étude socioéconomique afin d’estimer le prix de fabrication :

Composant

Prix unitaire (DA)

Quantité

Total (DA)

ESP32

3000

3

9000

Capteur de Luminosité

500

2

1000

Capteur DHT11

650

2

1300

Capteur MQ-2

1000

2

2000

Capteur MQ-135

800

2

1600

Relais (4 canaux)

1200

1

1200

Ventilateur

500

2

1000

Module SIM800L

2200

1

2200

Arduino Uno

2000

1

2000

régulateur de tension

1200

1

1200

Alimentation de system

800

1

800

Câble d’alimentation

200

3

600

Lampes d’éclairage

120

1

120

Résistance chauffante

400

1

400

Condensateurs

50

5

250

Résistances

30

5

150

Pin de connexion

10

10

100

Bouton poussoir

50

4

200

Plaque d’essai

600

3

1800

Fils électriques

20

30

600

LED

20

6

120

Total

27 640 DA

Tableau 9 Estimation du prix de revient de notre projet

D’après le tableau 9, le prix de revient est de 27 640.00 DA, ce qui est très raisonnable par rapport aux avantages qu’il offre (ce montant est pour un poulailler jusqu’à 40 mètres Longueur avec 10 m de largeur).

III. Conclusion

Dans ce chapitre, Nous avons présenté une étude comparative entre les différentes cartes électroniques disponibles sur le marché en fonction de plusieurs critères pour le but de sélectionner la plus adéquate à nos besoins. Puis, nous avons cité les différents composants et module ainsi leurs caractéristiques qui nous permettent de contrôler le système. Enfin, nous avons conclus ce chapitre avec une étude socioéconomique afin de déterminer le cout de réalisation, ce cout parait acceptable comparé à ce que nous aurons obtenus à la fin.

Le prochain chapitre, sera dédié à la Conception et à la modélisation de notre système.

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